0 引言

青海在近20年间，先后在柴北缘与东昆仑造山带发现了 2 条高压—超高压变质岩带，并在柴北缘先后发现了鱼卡超大型榴辉岩型金红石矿床（陈鑫等，2018）和丁叉叉山大型榴辉岩型金红石矿床（罗长海等，2018）。东昆仑造山带在温泉地区（Meng et al.，2013；孟繁聪等，2015）、苏海图—夏日哈木一带（祁生胜等，2014）、大格勒—五龙沟一带（Du et al.，2017；国显正等，2018）和浪木日上游—尕之麻一带均发现有榴辉岩（祁晓鹏等，2016），构成了一条长约 500 km 的高压变质岩带。大量学者（Meng et al.，2013；祁生胜等，2014；孟繁聪等，2015；祁晓鹏等，2016；Du et al.，2017；国显正等，2017，2018） 对夏日哈木、大格勒、浪木日和温泉地区的榴辉岩进行了分析研究，结果显示榴辉岩原岩多为拉斑玄武岩系列，具有两个明显的峰期变质年龄（432 Ma、 412 Ma），形成的压力为 1.2~2. 0 GPa，温度为 570~750℃，为陆-陆碰撞的产物，且在昆中断裂附近存在一条巨型的大陆俯冲带。这些研究主要对东昆仑榴辉岩原岩性质、年代学及其构造动力学背景进行了深入研究，但对榴辉岩金红石成矿的研究几乎未涉及，东昆仑能否找到类似于柴北缘这样大型—超大型榴辉岩型金红石矿产不得而知。

基于此问题，本研究对东昆仑夏日哈木、大格勒、宗加和浪木日 4 个地区榴辉岩金红石含矿性进行了概略性野外调研，并对 4 个地区的榴辉岩进行了化学成分与钛矿物物相分析研究，且与柴北缘榴辉岩进行了对比分析研究，探讨了东昆仑地区榴辉岩型金红石矿找矿前景。

1 区域地质背景

东昆仑造山带地处青藏高原东北缘，西起阿尔金山造山带，东至鄂拉山走滑断裂，北以柴达木盆地为界，南与巴颜喀拉相接，是青藏高原内部的一条造山带（图1a），主要经历了前寒武纪古陆形成 （造山带基底）、早古生代（加里东期）造山、晚古生代—早中生代（晚华力西期—印支期）造山和中— 新生代叠复造山4个构造旋回（李智明等，2007），有软碰撞（任纪舜，1994；殷鸿福和张克信，1997）、多旋回复合造山（姜春发等，2000；许志琴等，2006）等不同的认识。根据火山岩构造组合、沉积建造、成矿作用等，又将东昆仑造山带划分为东昆仑北带、东昆仑中带与东昆仑南带（潘彤，2017；潘彤和张勇，2020）。

东昆仑地区地层从古元古界到新生界均有出露，又以古元古界、中生界、新生界分布范围最广 （图1b），但在不同构造带地层分布又有所区别，东昆仑北带主要出露奥陶系、泥盆系和三叠系火山岩与火山碎屑岩，并有部分古元古界变质基底的残留体出露；东昆仑中带大面积分布元古界中高级变质岩系，尤其是古元古界金水口岩群分布面积最为广泛，此外上泥盆统—下二叠统陆相火山-沉积岩也有所分布。东昆仑南带各时期的地层均有所出露，古生界为中基性火山岩和碎屑岩，中生界洪水川组、闹仓坚沟组和希里可特组等前陆盆地沉积地层广泛出露。

东昆仑地区岩浆活动剧烈且频繁，形成了著名的东昆仑构造岩浆岩带，侵入岩和火山岩分布广泛，尤以侵入岩最为发育，从古元古代到晚中生代均有分布，并以花岗岩类为主，伴有少量橄榄岩类、辉长岩类，主要分布在昆中断裂以北，断裂以南较少，总体呈 NWW-SEE 方向展布，基本与区域构造线方向一致（莫宣学等，2007）。

东昆仑地区蕴藏着丰富的矿产资源（李智明等，2007；潘彤，2017；谷子成等，2021；周伟等， 2021；陈振兴等，2022），这些矿产基本都是伴随东昆仑4次造山作用形成的。前寒武纪第一造山旋回为沉积变质型铁矿成矿期；早古生代第二造山旋回为弧盆构造背景和持续区域性伸展环境，为有色金属、黑色金属成矿期；晚古生代—早中生代第三造山旋回为活动大陆边缘，产生一系列岩浆活动，是贵金属、有色金属成矿期，也是东昆仑内生金属成矿的爆发时期；中生代—新生代第四造山旋回为陆内造山环境，是非金属成矿期（潘彤，2017）。

2 东昆仑榴辉岩特征

东昆仑地区的榴辉岩主要分布在东昆仑中带，总体呈成群状分布，自西向东依次出露于苏海图— 夏日哈木、大格勒—五龙沟、浪木日上游—尕之麻及温泉等地，总体呈现昆中块体的南北两侧明显多于中部地区，东段较西段密集，同时榴辉岩群分布由西向东逐渐有南移的趋势，在块体西侧榴辉岩分布靠近昆北断裂一侧，在浪木日以东榴辉岩分布主要靠近昆中断裂一侧，在昆中断裂与温泉断裂交汇附近形成的三角地带榴辉岩最为发育，分布也最为密集。榴辉岩总体呈较大的构造块体出露，呈 NW 向或近EW向展布，与区域构造方向完全一致，长度多在50 m以内，宽2.5～25. 0 m。

2.1 夏日哈木榴辉岩特征

夏日哈木地区的榴辉岩主要沿夏日哈木—苏海图河一带断续出露，出露长度约20 km，多呈大小不等的构造透镜体产于古元古界金水口岩群片麻岩中（祁生胜等，2014）。夏日哈木镍矿区也发现有 4处规模较大的榴辉岩，长度为100~550 m。榴辉岩呈灰黑色—墨绿色，半自形—他形粒状结构，块状构造为主（图2a），目前大多已退变质为榴闪岩（潘彤和张勇，2020；Zhang et al.，2023）。榴辉岩主要由绿辉石（35%~40%）、石榴子石（25%~30%）、斜长石（20%~25%）、角闪石（10%~15%）、石英（5%~10%）、黑云母（3%~5%）组成（图2b）。绿辉石半自形—他形柱状，粒径一般为 0.1~2. 0 mm，集合体不规则堆状分布，局部被方解石交代，与石榴子石呈粒状镶嵌；石榴子石半自形粒状，粒径4 mm左右，星散状分布，局部被方解石、绿泥石交代；斜长石呈他形粒状，大小一般为 0. 05~1. 00 mm，集合体不规则堆状分布；角闪石呈他形柱状星散状分布，大小一般为 0.1~2. 0 mm；石英呈他形粒状星散分布，大小一般为 0. 03~1.50 mm；黑云母呈片状，片径 0.1~1. 0 mm，集合体条纹状定向分布（潘彤和张勇， 2020；Zhang et al.，2023）。

2.2 大格勒榴辉岩特征

大格勒地区目前仅发现榴辉岩 1 处，榴辉岩近东西向走向，赋存于中元古界小庙组的片岩中，长度约 750 m。榴辉岩呈灰黑色至墨绿色，粗粒不等粒结构，块状构造为主（图2c）。主要由石榴子石 （30%）、绿辉石（40%）、石英（25%）组成（图2d）。石榴子石淡红色，粒径 0.1~1. 0 mm，集合体呈粗粒粒状，无解理，正高—正极高突起，正交偏光下全消光，显均质性，常被石英包裹。绿辉石浅绿色，粒径 0. 025~0.100 mm，呈他形粒状和短柱状，两组解理，正高突起，干涉色一级橙至二级中部。石英白色，粒径 0. 02~0.10 mm，他形粒状，无解理，正低突起，干涉色一级灰白至一级黄。

2.3 宗加榴辉岩特征

宗加地区榴辉岩呈构造透镜体赋存于古元古界金水口岩群中的片麻岩及斜长角闪片岩中，具有成群分布的特征，规模一般不大，多为数厘米至数米之间，最大的榴辉岩出露长度约 300 m。榴辉岩呈灰黑色至墨绿色，粗粒不等粒结构，块状构造为主（图2e）。主要由石榴子石（40%~45%）、绿辉石 （55%~60%）组成（图2f）。石榴子石半自形粒状，粒径一般 2~5mm，部分 0.5~2. 0 mm，少部分 0.2~0.5 mm，呈杂乱分布，被透辉石、黑云母及角闪石交代同时边部常见解压退蚀变边，常形成角闪石与斜长石的后合成冠状体。绿辉石半自形柱状，大小一般 0.5~1. 0 mm，部分 0.2~0.5 mm，少部分 1~2 mm，杂乱分布，常退蚀变为透辉石及斜长石，局部被角闪石及石英、黑云母交代。

2.4 浪木日榴辉岩特征

浪木日地区的榴辉岩主要沿浪木日—尕知麻一带分布，在临近的克合特（Bi et al.，2018）和加当 （国显正等，2017，2018）地区也有所出露。榴辉岩多呈大小不等的构造块体分布于古元古界金水口岩群和新元古代片麻状花岗岩中，榴辉岩带断续出露长度约 18 km，宽 1~3 km，单个榴辉岩体一般不大，长度2~50 m，宽度0.3~15. 0 m，走向270°~300°。榴辉岩呈灰绿色—墨绿色，半自形—他形粒状结构，块状构造（图2g）。岩石主要由绿辉石（40%~41%）、石榴子石（35%~38%）、斜长石（5%~10%）、石英（5%~8%）、角闪石（4%~7%）、金红石（3%～5%） 等组成（图2h）。绿辉石呈半自形—他形粒状，粒径 0.3~2. 0 mm，与石榴子石呈粒状镶嵌结构；石榴子石呈半自形粒状，粒径1~3 mm，局部发生次生蚀变，被阳起石、绿泥石等矿物交代；斜长石呈他形粒状，大小一般为 0.1~1. 0 mm；石英呈他形粒状星散分布，大小一般为 0. 05~1. 00 mm，具不规则裂纹和波状消光；角闪石多呈半自形粒状，粒径大小为 0.5~1.5 mm，集合体不规则堆状分布；金红石多以包裹体形式存在于石榴子石、绿辉石中（图2i）。

3 样品的采集及测试方法

3.1 样品的采集

化学成分分析及钛矿物物相分析样品采集于夏日哈木（地理坐标：93°20′29″E，36°28′16″N）、大格勒（地理坐标：95°42′40″E，36°14′52″N）、宗加（地理坐标：96°39′08″E，36°10′10″N）及浪木日（地理坐标： 98°36′34″E，35°44′45″N）地区，具体采集位置见图1，各地区根据岩石出露情况及矿物特征，分别采集了1~4件不等的化学成分分析及钛矿物物相分析样品，样品重量3~5 kg。

3.2 测试方法

化学成分分析与钛矿物物相分析均由国土资源部西宁矿产资源监督检测中心测试完成。化学成分分析中的 TiO₂采用容量法测定，Cu、Ni、Cr、Co 采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定，测试仪器为美国热电生产的 ICAP6300 电感耦合等离子体发射光谱仪。

钛矿物物相分析采用分光光度法测定，测量仪器为 721 型可见分光光度计。先取一份试样用盐酸-氟化纳浸取，残渣测定金红石中的 TiO₂；然后另取一份相同试样湿法内磁选磁性部分，盐酸浸取，滤液测定钛磁铁矿中的 TiO₂，其残渣与非磁性部分灼烧、酸解后，滤液测定榍石等硅酸盐中的 TiO₂，残渣测定金红石与钛铁矿中的 TiO₂，其含量减去金红石中的TiO₂，即为钛铁矿中的TiO₂。

a—夏日哈木榴辉岩；b—粒状石榴子石边缘具有斜长石与后结晶角闪石；c—大格勒榴辉岩；d—半自形石榴子石边缘具后合成晶特点；e—宗加榴辉岩；f—石榴子石边缘具角闪石与黑云母；g—浪木日榴辉岩；h—粒状石榴子石、绿辉石及斜长石；i—绿辉石中的金红石包体（据祁晓鹏等，2016）；Grt—石榴子石；Hb—角闪石；Pl—斜长石；Bi—黑云母；Rt—金红石

4 测试结果

4.1 学成分分析结果

东昆仑榴辉岩化学成分分析结果见表1，从分析结果可以看出东昆仑榴辉岩 TiO₂含量为 0.39%~3. 00%，平均含量为1.69%。总体上看，以浪木日地区 TiO₂的含量最高，最高达到了 3%，宗加与夏日哈木的含量次之，为 1.66%~2.68%，大格勒榴辉岩 TiO₂的含量最低，最低仅0.39%。已有研究显示，东昆仑榴辉岩原岩为基性玄武岩，对有可能出现的基性—超基型 Cu、Ni、Cr、Co 的含量也进行了分析，但基本无显示（孟繁聪等，2015；国显正等，2017，2018）。

注：样品数据由国土资源部西宁矿产资源监督检测中心测定， 2021。

4.2 钛矿物物相分析结果

东昆仑榴辉岩钛矿物物相分析结果见表2，从表中可看出，东昆仑榴辉岩 TiO₂ 含量为 0.38%~2.72%，与化学成分分析结果基本相同。TiO₂主要赋存于榍石相和钛铁矿相中，这两者 TiO₂含量能达到岩石 TiO₂ 总量的 70.70%~97.27%。榍石相中 TiO₂含量为 0.25%~2. 09%，占比 66.28%~82. 06%； 钛铁矿相中 TiO₂ 含量为 0. 02%~0.52%，占比 4.42%~19. 04%；而金红石相中的 TiO₂含量普遍较低，含量为 0. 04%~0.28%，占比 1.96%~26.51%，以大格勒榴辉岩金红石相中的 TiO₂含量最高，最可达 0.28%。与柴北缘丁叉叉山大型榴辉岩型金红石矿床对比发现，东昆仑地区榴辉岩与柴北缘榴辉岩的 TiO₂总量大致相当，但柴北缘榴辉岩钛矿物主要为金红石，金红石相中的 TiO₂平均含量为 1.26%，占 TiO₂总量的65.56%；而东昆仑榴辉岩钛矿物主要为榍石，榍石相中的TiO₂平均含量为1.32%，占TiO₂总量的 75.37%，暗示了东昆仑地区的金红石可能经历了比较彻底的变质作用。

注：样品数据由国土资源部西宁矿产资源监督检测中心测定，2021；带*数据为14个测试数据的算术平均值据罗长海等，2018。

5 找矿前景分析

从钛矿物物相分析结果可看出大格勒、宗加地区的榴辉岩有金红石的显示，从某种意义上反映出东昆仑地区金红石是可以成矿的。邱检生等 （2006）对中国大陆科学钻探主孔中的榴辉岩进行了地球化学研究，认为榴辉岩型金红石矿床形成的物质基础是基性原岩富钛，必要条件是高压区域变质作用。本研究获得东昆仑榴辉岩 TiO₂ 含量为 0.39%~3. 00%，其中浪木日榴辉岩中 TiO₂最高，可达 3%。根据邱检生等（2006）的划分原则，可以划分为高钛榴辉岩（TiO₂>2%）与低钛榴辉岩（TiO₂<2%），夏日哈木、宗加和浪木日均有高钛榴辉岩分布；东昆仑榴辉岩为陆陆碰撞的产物，形成的压力为 1.2~2. 0 GPa 或更高，温度高于 570℃，为高压变质作用的产物（祁生胜等，2014；孟繁聪等，2015；国显正等，2017），具备榴辉岩型金红石矿床形成的物质基础和形成压力条件。

柴北缘超高压变质岩带在榴辉岩型金红石找矿上有重大进展，其榴辉岩特征与东昆仑地区榴辉岩较为相似（表3），比如鱼卡河地区榴辉岩也呈规模不等的构造透镜体赋存于中—新元古界片麻岩中，大小以 10 m×20 m 多见，岩石总体呈灰绿色，半自形中粒不等粒粒状变晶结构，块状构造，主要由石榴子石（20%~40%），绿辉石（30%~40%），多硅白云母（10±%），石英（<1%~5%）和金红石（1%）组成，另含少量的单斜辉石、斜长石等，这与东昆仑榴辉岩特征较为相似。孟繁聪等（2015）通过对东昆仑温泉地区榴辉岩原岩的研究，认为东昆仑榴辉岩与柴达木盆地北缘榴辉岩的演化具有相似之处，通过与柴北缘榴辉岩对比对指导东昆仑榴辉岩型金红石矿找矿具有重要的现实意义。

陈鑫等（2015）通过对柴北缘鱼卡和铁石观西石榴子石中呈环带分布的主、微量元素研了榴辉岩型金红石成矿作用。陆壳物质俯冲过程中角闪石与钛铁矿反应生成金红石和绿辉石，该过程是金红石最主要的成矿阶段。金红石能否折返到浅地表得以保存的关键因素是折返速率和冷却历史，只有快速折返才能使金红石得以保存，而折返速率过慢使得榴辉岩发生强烈的退变质作用，金红石会退变成钛铁矿（陈鑫等，2015）。鱼卡地区榴辉岩型金红石矿床的另一个重要成矿阶段，随着折返过程压力快速降低，但温度略有升高，从而导致绿辉石和石榴子石中游离钛出溶，在矿物颗粒间隙形成了较多的丝缕状金红石（陈鑫等，2015）。由此可见，能否形成榴辉岩型金红石矿床，除需要物质基础和压力条件外，榴辉岩快速折返到浅地表也是其一个关键因素。

注：夏日哈木数据据祁生胜等，2014；潘彤和张勇，2020；Zhang et al.，2023；大格勒数据据国显正等，2017，2018；浪木日数据据祁晓鹏等， 2016；Zhang et al.，2023；温泉数据据Meng et al.，2013；鱼卡数据据陈丹玲等，2013，2007；丁叉叉山数据据罗长海等，2018。

陈丹玲等（2007）对鱼卡河多硅白云母榴辉岩和细粒块状榴辉岩开展了锆石 LA-ICP-MS 定年工作，获得鱼卡河榴辉岩的进变质年龄为（434±2）Ma； 宋述光等（2011）通过对柴北缘锡铁山榴辉岩锆石 U-Pb年代学研究，获得大陆俯冲时期的高压—超高压变质年龄为（433±3）Ma；陈丹玲等（2013）根据锡铁山榴辉岩退变产物中的浅色脉体研究，获得退变质年龄为（422±2）Ma；胡荣国等（2013）根据锡铁山榴辉岩退变质成因角闪石⁴⁰Ar/³⁹Ar 年代学研究，获得退变质年龄为425~418 Ma，反映出柴北缘从进变质到退变质经历了8~16 Ma。虽然东昆仑榴辉岩也做了大量的年代学研究，获得了大量的峰期变质年龄（450~410 Ma），但大多均未开展锆石包体研究，不能有效识别榴辉岩形成时的进变质年龄和退变质年龄，仅张照伟等（2017）根据夏日哈木榴辉岩锆石幔部具有石榴子石与辉石包体，认为夏日哈木榴辉岩进变质年龄为 436 Ma，同时获得退变质年龄为 409 Ma。国显正等（2017）对东昆仑榴辉岩变质年龄进行了统计，这些年龄主要出现了 2 个峰值（图3），即 432 Ma、412 Ma，与张照伟等（2017）获得的夏日哈木进变质年龄（436 Ma）、退变质年龄（409 Ma） 基本一致，这两个组年龄可能代表了东昆仑榴辉岩进变质年龄（436~432 Ma）与退变质年龄（412~409 Ma），据此计算东昆仑榴辉岩从进变质到退变质经历了 20~27 Ma，比柴北缘（8~16 Ma）长了 10 Ma 左右。

从东昆仑和柴北缘榴辉岩 P-T轨迹（图4）可看出，东昆仑与柴北缘榴辉岩具有类似的顺时针“发卡”型P-T轨迹，但柴北缘榴辉岩的形成压力明显高于东昆仑地区榴辉岩形成压力，暗示了柴北缘榴辉岩俯冲到地幔的深度更深，更有利于钛铁矿在高压环境充分反应形成金红石；同时柴北缘榴辉岩在退变质初期阶段，经历了等温降压这一过程，反映出柴北缘榴辉岩经历了快速折返过程——压力迅速降低，而温度还未来及向围岩传导降温。东昆仑加当地区的榴辉岩 P-T轨迹显示其降压过程中，温度近于等温，与柴北缘榴辉岩有一定的相似性。近年来，东昆仑地区在克合特（Kehete）地区发现了含柯石英的榴辉岩（Bi et al.，2018），通常柯石英形成的压力大于 2.7 GPa，表明东昆仑地区也可以形成类似于柴北缘鱼卡式超高压变质岩。加当和克合特均位于都兰地区，显示出该地区具有金红石矿床形成的超高压和折返条件。综上认为：东昆仑地区还是具有榴辉岩型金红石成矿的潜力。

东昆仑数据（1—浪木日上游；2—夏日哈木；3—宗加；4—温泉；5— 加当，据国显正等，2017）；柴北缘数据（6—鱼卡；7—锡铁山；据张聪等，2009；胡荣国等，2013）；GS—绿片岩相；EA—绿帘角闪岩相；BS —蓝片岩相；AM—角闪岩相；GR—麻粒岩相；HGR—高压麻粒岩相；Amp-EC—角闪榴辉岩相；EP-EC—绿帘石榴辉岩相；Lw-EC— 硬柱石榴辉岩相；Dry-EC—干榴辉岩相；Coesite—柯石英；Qtz—石英；JD—硬玉；Lab—钠长石

6 结论

（1）东昆仑榴辉岩主要有低钛型榴辉岩与高钛型榴辉岩两类，TiO₂含量为 0.39%~3. 00%，钛矿物主要为榍石和钛铁矿，其中榍石相中的 TiO₂含量为 0.25%~2. 09%，占岩石 TiO₂ 总量的 66.28%~82. 06%；钛铁矿相中 TiO₂含量为 0. 02%~0.52%，占比4.42%~19. 04%；金红石相中TiO₂含量为0. 04%~0.28%，占比1.96%~26.51%。

（2）东昆仑夏日哈木、宗加、浪木日地区榴辉岩 TiO₂含量较高，且形成压力大于 1.2 GPa，具备金红石矿床形成的物质基础和必备的压力条件，通过与柴北缘榴辉岩P-T轨迹对比，结合柯石英的分布，东昆仑东段尤其是都兰地区可能存在榴辉岩型金红石矿床的找矿前景。

（3）东昆仑榴辉岩相较于柴北缘榴辉岩，其形成的深度通常更浅，折返速率也缓慢了10 Ma左右，这可能是导致东昆仑已发现的榴辉岩中金红石含量不高的主要原因。

参考文献